2025版高考物理考點題型歸納總結(jié)考點61

2025版高考物理考點題型歸納總結(jié)考點61第十二章交變電流傳感器考點61交變電流的產(chǎn)生和描述強基固本對點練知識點1正弦交變電流的產(chǎn)生和描述1．[2024·四川成都市月考]一個面積為S的N匝矩形線圈，在磁感應強度為B的勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸與線圈在同一平面內(nèi)．下列說法正確的是()A．線圈轉(zhuǎn)動到與磁場方向垂直時，磁通量最大等于NBSB．線圈轉(zhuǎn)動到與磁場方向垂直時，感應電動勢最大等于NBSωC．線圈轉(zhuǎn)動到與磁場方向平行時，磁通量為零，磁通量的變化率最大D．線圈轉(zhuǎn)動到與磁場方向平行時，磁通量為零，感應電動勢為零2．[2024·寧夏銀川市月考](多選)如圖1所示，一個面積為S的矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量隨時間變化如圖2所示，下列說法正確的是()A．t1時刻線圈平面垂直于中性面B．t2時刻ad邊的速度方向跟磁感線垂直C．t3時刻線圈平面與中性面重合D．線圈在如圖1所示位置時，電流方向改變一次3．在勻強磁場中，匝數(shù)N＝100的矩形線圈繞垂直磁感線的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢隨時間變化規(guī)律如圖所示，則下列說法正確的是()A．t＝0.5×10－2s時，線圈平面與中性面重合B．t＝1×10－2s時，線圈中磁通量變化率最大C．穿過每一匝線圈的最大磁通量為1×10－3WbD．線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50πrad/s知識點2交變電流的有效值4．如圖是某一線圈通過的交流電的電流—時間關系圖像(前半個周期為正弦波形的eq\f(1,2))，則一個周期內(nèi)該電流的有效值為()A．eq\f(3,2)I0B．eq\f(\r(5),2)I0C．eq\f(\r(3),2)I0D．eq\f(5,2)I05．先后用不同的交流電源給同一盞燈泡供電，第一次燈泡兩端的電壓隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖甲所示；第二次燈泡兩端的電壓變化規(guī)律如圖乙所示．若甲、乙圖中的U0、T所表示的電壓、周期值是相同的，則以下說法正確的是()A．第一次，燈泡兩端的電壓有效值是eq\f(\r(2),2)U0B．第一次，燈泡兩端的電壓有效值是eq\f(3U0,2)C．第二次，燈泡兩端的電壓有效值是eq\f(3U0,2)D．第二次，燈泡兩端的電壓有效值是eq\f(\r(2),2)U06．圖是簡化的某種旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機原理圖．定子是僅匝數(shù)n不同的兩線圈，n1>n2，二者軸線在同一平面內(nèi)且相互垂直，兩線圈到其軸線交點O的距離相等，且均連接阻值為R的電阻，轉(zhuǎn)子是中心在O點的條形磁鐵，繞O點在該平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動時，兩線圈輸出正弦式交變電流．不計線圈電阻、自感及兩線圈間的相互影響，下列說法正確的是()A．兩線圈產(chǎn)生的電動勢的有效值相等B．兩線圈產(chǎn)生的交變電流頻率相等C．兩線圈產(chǎn)生的電動勢同時達到最大值D．兩電阻消耗的電功率相等7．(多選)如圖所示，圖線a是線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生正弦式交變電流的圖像，當調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，其在同一磁場中勻速轉(zhuǎn)動過程所產(chǎn)生正弦式交變電流的圖像如圖線b所示．下列關于這兩個正弦式交變電流的說法中正確的是()A．在圖中t＝0時刻穿過線圈的磁通量均為零B．線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為3∶2C．交變電流a的電動勢瞬時值表達式為e＝10sin(5πt)VD.交變電流b的電動勢最大值為eq\f(20,3)V8．如圖所示，間距為L的光滑平行金屬導軌，水平地放置在豎直方向的磁感應強度為B的勻強磁場中，一端接阻值為R的電阻．一電阻為r、質(zhì)量為m的導體棒放置在導軌上，在外力F作用下從t＝0的時刻開始運動，其速度隨時間的變化規(guī)律v＝vmsinωt，不計導軌電阻．求：(1)從t＝0到t＝eq\f(2π,ω)時間內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量；(2)從t＝0到t＝eq\f(2π,ω)時間內(nèi)外力F所做的功．知識點3交變電流的“四值”9．如圖所示，空間中分布著磁感應強度大小為B的勻強有界磁場，EF是其左邊界，一面積為S的n匝圓形金屬線框垂直于磁場放置，圓形線圈的圓心O在EF上，線圈電阻為R，若線框以角速度ω繞EF勻速轉(zhuǎn)動，并從圖示位置開始計時，則()A.t＝eq\f(2π,ω)時，線框中的感應電流最大B．0到eq\f(π,2ω)時間內(nèi)，通過線框的電量為eq\f(BS,2R)C．線框中產(chǎn)生的交變電動勢的最大值為nBsωD．線框中產(chǎn)生的交變電動勢的有效值為eq\f(\r(2),4)nBSω10．手搖式發(fā)電機是我們教學中常用的演示工具，如圖甲所示，可以簡化為圖乙．一個小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的矩形線圈面積為S，匝數(shù)為n，線圈總電阻為r，在磁感應強度為B的勻強磁場中以矩形線圈中軸線為軸、以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交流電通過M、N與外電路連接，如圖乙所示，外電路電燈電阻為R，電壓表為理想交流電表．在線圈由平行于磁場方向位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，下面說法正確的是()A．電壓表V的示數(shù)為eq\f(nωBSR,R＋r)B．通過燈泡的電荷量為eq\f(n2BS,R＋r)C．電燈中產(chǎn)生的焦耳熱為eq\f(n2B2S2πωR,4（R＋r）2)D．從線圈平行于磁場方向位置開始計時，通過線圈中感應電流的瞬時值表達式為i＝eq\f(nωBS,R＋r)sinωtA培優(yōu)提能模擬練11.[2024·上海市新中高級中學期中考試]發(fā)電機與電動機的結(jié)構(gòu)非常相似．圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈繞與磁場方向垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖像如圖乙所示，發(fā)電機線圈內(nèi)阻為10Ω，外接一只電阻為90Ω的燈泡，不計電路的其他電阻，則()A．t＝0.02s時線圈平面與中性面垂直B．每秒內(nèi)電流方向改變100次C．產(chǎn)生交變電流的周期為2sD．線圈的轉(zhuǎn)速為100r/s12．[2024·廣東省湛江市調(diào)研測試]某發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，其中N、S是永久磁鐵的兩個磁極，兩磁極形成水平向右的勻強磁場，線圈繞過與磁場垂直的轉(zhuǎn)軸做順時針勻速轉(zhuǎn)動，兩弧形換向器與線圈保持連接，并隨線圈轉(zhuǎn)動，換向器與電刷連接后與外電路形成閉合回路．若從線圈處于圖示位置開始計時，設圖示箭頭方向為電流正值，圖中能正確反映線圈中感應電流隨時間t變化規(guī)律的是()13．[2024·浙江省溫州市第一次適應性考試]風力發(fā)電是一種綠色清潔能源．根據(jù)電磁感應的基本原理，風力發(fā)電可建立如下模型，葉片長度為l的風輪機在風的驅(qū)動下，帶動內(nèi)部匝數(shù)為N的矩形線圈在勻強磁場中繞垂直磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動．設通過矩形線圈的磁通量Φ隨時間t按正弦規(guī)律變化，周期為T，磁通量最大值為Φm，空氣密度為ρ，風速為v，風輪機葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風力發(fā)電機可接受風能的面積，發(fā)電機將風的動能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η，下列說法正確的是()A．發(fā)電機線圈在0.5T時刻輸出的瞬時電壓為0B．發(fā)電機線圈輸出電壓的有效值為U＝eq\f(2πNΦm,T)C．發(fā)電機的發(fā)電功率P＝eq\f(π,2)ηρl2v3D．若風速加倍，則發(fā)電機的發(fā)電功率將變?yōu)?倍14．[2024·浙江省江浙聯(lián)考]圖甲是一種振動發(fā)電裝置的示意圖，半徑為r＝0.1m、匝數(shù)n＝10的線圈位于輻向分布的磁場中，磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖乙所示)，線圈所在位置的磁感應強度的大小均為B＝eq\f(1,π)T，線圈電阻為R1＝1Ω，它的引出線接有R2＝3Ω的小燈泡L，外力推動線圈框架的P端，使線圈沿軸線做往復運動，線圈運動速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖丙所示，不計一切摩擦，則()A．小燈泡中在10s內(nèi)消耗電能20JB．小燈泡中電流的有效值為1AC．t＝0.1s時電壓表的示數(shù)為3.0VD．t＝0.1s時外力的大小為2N15．[2024·寧夏銀川六盤山中學期中考試]如圖所示為一交流電壓隨時間變化的圖像．每個周期內(nèi)，前三分之一周期電壓按正弦規(guī)律變化，后三分之二周期電壓恒定．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得此交流電壓的有效值為()A．2eq\r(15)VB．7.5VC．8VD．2eq\r(13)V16．[2024·寧夏銀川六盤山中學期中考試]如圖所示，一個U形金屬框abcd在磁感應強度B＝0.2T的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸ad以角速度ω＝10rad/s勻速轉(zhuǎn)動，通過導線與一阻值R＝7Ω的電阻相連，U形金屬框的面積S＝0.5m2，U形金屬框的電阻為r＝3Ω，圖中電壓表為理想交流電壓表．t＝0時刻，線框平面與磁場方向平行(如圖所示)，導線電阻不計．求：(1)U形框中產(chǎn)生交變電流電動勢的瞬時值表達式；(2)電壓表的示數(shù)；(3)U形框從t＝0時刻開始轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量．17．[2024·浙江省杭州市等四地四校聯(lián)考]為了提高自行車夜間行駛的安全性，小明同學設計了一種“閃爍”裝置．如圖所示，自行車后輪由半徑r1＝0.1m的金屬內(nèi)圈、半徑r2＝0.4m的金屬外圈和絕緣輻條構(gòu)成，后輪的內(nèi)、外圈之間等間隔地接有6根金屬條，每根金屬條的中間均串聯(lián)有一阻值R＝2Ω的小燈泡(可視為定值電阻).在支架上裝有磁鐵，形成了磁感應強度大小B＝eq\f(4,π)T、方向垂直紙面向外，張角θ＝eq\f(π,6)的“扇形”勻強磁場，后輪以角速度ω＝4πrad/s相對于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動．若不計其他電阻，忽略磁場的邊緣效應．(1)當金屬條ab進入“扇形”磁場時，求感應電動勢E，并指出ab上的電流方向；(2)當金屬條ab進入“扇形”磁場時，畫出“閃爍”裝置的電路圖并求出內(nèi)外圈的電壓Uab；(3)連續(xù)騎行過程中，求金屬條ab中感應電流的有效值．考點62變壓器遠距離輸電強基固本對點練知識點1理想變壓器的原理及應用1．(多選)如圖，L1和L2是輸電線，甲、乙是兩個互感器(可視為理想變壓器)，其中的線圈匝數(shù)關系為：n1∶n2＝200∶1，n3∶n4＝1∶100，電流表和電壓表均為理想交流電表．下列說法正確的是()A．甲是電流互感器，乙是電壓互感器B．甲是電壓互感器，乙是電流互感器C．若V表示數(shù)為30V，則輸電線兩端的電壓最大值為6000VD．若A表示數(shù)為5A，則通過輸電線的電流有效值為500A2．[2023·北京卷]自制一個原、副線圈匝數(shù)分別為600匝和190匝的變壓器，原線圈接12V的正弦交流電源，副線圈接額定電壓為3.8V的小燈泡．實際測得小燈泡兩端電壓為2.5V．下列措施有可能使小燈泡正常發(fā)光的是()A．僅增加原線圈匝數(shù)B．僅增加副線圈匝數(shù)C．將原、副線圈匝數(shù)都增為原來的兩倍D．將兩個3.8V小燈泡并聯(lián)起來接入副線圈3．自耦變壓器在高鐵技術中被廣泛應用．如圖所示，一理想自耦變壓器接在u＝Umsin100πt的正弦交流電壓上，P為滑動觸頭，初始位置位于線圈CD的中點G,A1和A2為理想交流電表，R為定值電阻，下列說法正確的是()A．將P向下滑動，A1的示數(shù)將變小B．將P向上滑動，A2的示數(shù)將增大C．將P下滑到GD的中點，電阻R的功率將變?yōu)樵瓉淼?倍D．將P上滑到CG的中點，電阻R的功率將變?yōu)樵瓉淼膃q\f(2,3)倍4．(多選)近年來，基于變壓器原理的無線充電技術得到了廣泛應用，其簡化的充電原理圖如圖所示．發(fā)射線圈的輸入電壓為220V、匝數(shù)為1100匝，接收線圈的匝數(shù)為50匝．若工作狀態(tài)下，穿過接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈的80%，忽略其他損耗，下列說法正確的是()A．接收線圈的輸出電壓約為8VB．接收線圈與發(fā)射線圈中電流之比約為22∶1C．發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相同D．穿過發(fā)射線圈的磁通量變化率與穿過接收線圈的相同知識點2理想變壓器的動態(tài)分析5．如圖(a)所示，線圈的匝數(shù)比為3∶1，RT為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻，R1為定值電阻，電壓表和電流表均為理想交流電表．原線圈所接電壓u隨時間t按正弦規(guī)律變化，如圖(b)所示．下列說法正確的是()A．變壓器輸入輸出功率之比為3∶1B．變壓器副線圈輸出的交變電壓的頻率為150HzC．若熱敏電阻RT的溫度升高，R1消耗的功率變大D．若熱敏電阻RT的溫度升高，電壓表和電流表示數(shù)均變大6．如圖所示，N匝矩形線圈以轉(zhuǎn)速n繞軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，軸與線圈平面共面且與磁場方向垂直，磁場的磁感應強度為B，線圈面積為S，線圈電阻為r，線圈兩個末端分別通過電刷與理想自耦變壓器相連，P1為變壓器上的滑動觸頭，P2為滑動變阻器上的滑片，電壓表和電流表均為理想電表，則下列說法正確的是()A．從圖示位置開始計時，線圈中的感應電壓瞬時值表達式為e＝2πBSnsin2πntB．若保持P2不動，P1從M位置逆時針轉(zhuǎn)到N位置，則電壓表V1示數(shù)增大C．只增大線圈的轉(zhuǎn)速，定值電阻R0消耗的電功率減小D．若P1不動，P2向左滑動，則電流表示數(shù)增大，eq\f(U1,U2)減小7．(多選)如圖所示，理想變壓器原線圈接在電壓有效值恒定的交流電源上，定值電阻R1＝3Ω，R2＝10Ω，滑動變阻器最大阻值R＝6Ω，三只電表均為理想交流電表．滑動變阻器滑片從中間向上滑動到端點的過程中，電流表A2、電壓表的讀數(shù)變化量分別為ΔI2、ΔU，則下列判斷正確的是()A．電流表A1的示數(shù)減小B．電壓表的示數(shù)不變C．eq\f(ΔU,ΔI2)＝13ΩD．R和R2消耗的總功率先增大后減小8．如圖，一理想變壓器的原線圈匝數(shù)固定，副線圈接入電路的匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q調(diào)節(jié)．在原線圈一側(cè)接有一只交流電流表，副線圈一側(cè)由定值電阻R0和滑動變阻器R構(gòu)成如圖所示的電路．若在原線圈上加一電壓為U的交流電，則下列說法正確的是()A．保持Q位置不動，將P向下滑動時，電流表的讀數(shù)變大B．保持Q位置不動，將P向下滑動時，電流表的讀數(shù)不變C．保持P位置不動，將Q向下滑動時，電流表的讀數(shù)變大D．保持P位置不動，將Q向上滑動時，電流表的讀數(shù)不變知識點3遠距離輸電9．[2024·廣西河池市一模]遠距離輸電時，為了降低輸電線路中的損耗，通常要提高輸電電壓．如果保持輸送的電功率不變，將輸電電壓變?yōu)樵瓉淼膬杀?，不考慮其他因素的影響，下列說法正確的是()A．輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼?倍B．輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4)C．輸電線上的電壓損耗變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4)D．輸電線上的功率損耗變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4)10．[2023·天津卷](多選)如圖是輸電線為用戶輸電的示意圖，電路中升壓變壓器T1和降壓變壓器T2都認為是理想變壓器，中間輸電線上的總電阻為R，下列說法正確的是()A．T1的輸出電壓與T2的輸入電壓相等B．T1的輸出功率大于T2的輸入功率C．若用戶接入的用電器增多，則R消耗的電功率減小D．若用戶接入的用電器減少，則T2的輸出功率減小11．一個小型水力發(fā)電站發(fā)電機的輸出交流電壓為500V，輸出電功率為50kW，用總電阻為3.0Ω的輸電線向遠處居民區(qū)供電．(1)若直接采用500V電壓輸電，求這時居民獲得的電功率；(2)若采用高壓輸電，先用升壓變壓器將電壓升至5000V，到達用戶端再用降壓變壓器將電壓變?yōu)?20V供居民使用，不考慮變壓器的能量損失，求居民獲得的電功率以及降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比．培優(yōu)提能模擬練12.[2024·吉林省通化市最后一模]如圖所示的是家庭漏電觸電保護器的原理簡圖，A、B線圈雙線并行，用火線和零線繞制．電器正常工作時，A、B線圈中電流等大反向，鐵芯中磁感應強度為零，保護器兩端電壓為零．當發(fā)生漏電或觸電事故時，相當于負載電阻接地，B線圈(零線)中的電流小于A線圈中的電流或為零，此時通過鐵芯的磁感應強度不為零，C線圈產(chǎn)生感應電動勢，使保護器啟動保護模式—斷開火線開關S.已知人體安全電流I0≤10mA，保護器啟動電流為25mA，變壓器可看作理想變壓器，則()A.C線圈的匝數(shù)應多于A線圈的匝數(shù)B．保護器啟動必須設置在A、B線圈電流差值遠大于10mA時C．A、C線圈的匝數(shù)比應該大于或等于5∶2D．當發(fā)生漏電或觸電事故時，負載電阻兩端的電壓是保護器兩端電壓的2.5倍13．[2024·河南省漯河市質(zhì)量檢測]如圖所示，為探究理想變壓器的電壓和電流關系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接燈泡、滑動變阻器，電路中分別接入理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1、A2，不計導線電阻，當滑動變阻器的滑動端向上滑動時，下列說法正確的是()A.V1示數(shù)變大、V2示數(shù)變大B．A1示數(shù)不變、A2示數(shù)變小C．變壓器輸出功率變大，但燈泡變暗D．變壓器輸出功率變小，但A1與A2示數(shù)的比值不變14．[2024·河北省秦皇島市二模]如圖所示電路，交流電源能夠輸出穩(wěn)定電壓，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，滑動變阻器R1、R2的最大阻值均為R.開始時兩滑動變阻器均處于最大阻值處，在移動滑片的過程中，下列說法正確的是()A.只將R2滑片由上向下移動，R2的功率先增大后減小B．只將R2滑片由上向下移動，R2的功率一直減小C．只將R1滑片由左向右移動，R1的功率先增大后減小D．只將R1滑片由左向右移動，R1的功率一直增大15．[2024·湖北省名校聯(lián)盟聯(lián)合測評]某單相變壓器(可視為理想變壓器)銘牌上標明：額定容量為10kV·A，電壓比為eq\f(3300,250).原線圈接高壓電網(wǎng)，現(xiàn)在副線圈上接入若干規(guī)格為“40W220V”白熾燈，副線圈電路中定值電阻的阻值為R＝0.75Ω.下列說法正確的是()A.該變壓器原副線圈的匝數(shù)比為5∶66B．變壓器在額定狀態(tài)下運行時，為使白熾燈正常工作，副線圈上應接入250盞白熾燈C．減少接入副線圈的白熾燈盞數(shù)，白熾燈兩端的電壓會降低D．由于電網(wǎng)電壓波動，輸入電壓降低，為使白熾燈正常工作，應減小定值電阻的阻值16．[2024·浙江省臺州市質(zhì)量評估]如圖所示，一理想變壓器可通過移動觸頭P的位置改變原線圈接入電路的匝數(shù)，b為原線圈的中點，當P接端點a時，原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1，原線圈接u＝110eq\r(2)cosωtV的交流電源，則下列說法正確的是()A．增大電源的頻率，燈泡L變暗B．當P接a時，通過原、副線圈的磁通量之比為10∶1C.當P接b時，滑動變阻器R兩端的電壓為22VD．當滑動變阻器的滑片